[發(fā)明專利]縮小型車載天線及其設(shè)計(jì)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110437841.5
• 申請(qǐng)日: 2011-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103178328A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂彥斌;徐迅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京交大思諾科技有限公司
• 主分類號(hào): H01Q1/32
• 分類號(hào): H01Q1/32;H01Q1/36;H01Q19/10
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鐵路通信領(lǐng)域，特別涉及一種為適用于既有機(jī)車而設(shè)計(jì)的縮小型車載天線及其設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

應(yīng)答器系統(tǒng)是列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的重要組成部分，應(yīng)答器系統(tǒng)中的地面應(yīng)答器存儲(chǔ)相關(guān)路面信息數(shù)據(jù)，當(dāng)列車駛過(guò)地面應(yīng)答器時(shí)，應(yīng)答器傳輸模塊BTM（Balise?Transmission?Module）通過(guò)普通車載天線向地面應(yīng)答器輻射能量，激活地面應(yīng)答器，同時(shí)接收地面應(yīng)答器上傳的應(yīng)答器信息，然后車載設(shè)備利用對(duì)應(yīng)答器信息進(jìn)行處理后得到的路面信息數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)安全控車，由此可知應(yīng)答器系統(tǒng)是列車安全運(yùn)行的重要保障。

但是目前除高鐵、動(dòng)車組外，大量的既有機(jī)車還不能使用應(yīng)答器系統(tǒng)這種先進(jìn)的技術(shù)來(lái)保證行車安全，因?yàn)榧扔袡C(jī)車底部的有效安裝空間狹小，難以安裝體積較大的普通車載天線，特別是同時(shí)安裝兩套冗余普通車載天線就更加困難。而且由于既有機(jī)車種類繁多，想要通過(guò)對(duì)既有機(jī)車進(jìn)行機(jī)械改造，釋放足夠的空間來(lái)安裝普通車載天線的工作量非常大，也很難實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中既有機(jī)車底部難以安裝普通車載天線的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種縮小型車載天線及其設(shè)計(jì)方法，能較好滿足既有機(jī)車底部狹小空間的安裝需求，從而使應(yīng)答器系統(tǒng)能在既有機(jī)車上安裝應(yīng)用，提高既有機(jī)車的行車安全。

一種縮小型車載天線，包括：

隔離匹配單元，與傳輸線連接，用于從所述傳輸線中獲得最大功率的射頻能量，將上述射頻能量耦合到發(fā)送單元；

發(fā)送單元，用于將所述接收到的射頻能量轉(zhuǎn)換成電磁能量，向地面應(yīng)答器輻射；

接收單元，用于接收所述地面應(yīng)答器回應(yīng)的電磁信號(hào)；

所述發(fā)送單元與接收單元在保持性能不變的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了尺寸縮小一半，從而實(shí)現(xiàn)了所述縮小型車載天線的體積縮小，使所述縮小型車載天線能夠在既有機(jī)車上應(yīng)用，提高了既有機(jī)車的行車安全性和可靠性。

一種縮小型車載天線的實(shí)現(xiàn)方法，包括：

從傳輸線中獲得最大功率的射頻能量；

將所述射頻能量轉(zhuǎn)換為電磁能量；

將所述電磁能量輻射到所需要的工作方向上。

本發(fā)明有益效果如下：本發(fā)明提供的縮小型車載天線及其設(shè)計(jì)方法在保持性能、電氣效果不變的情況下使體積縮小了一半，大大地節(jié)省了安裝空間，能應(yīng)用于有效安裝空間狹小的既有機(jī)車上，從而既有機(jī)車能夠使用應(yīng)答器系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)與地面應(yīng)答器之間的通信，為車載設(shè)備控車提供可靠的路面信息，進(jìn)一步提高了既有機(jī)車的行車安全。

附圖說(shuō)明

圖1為縮小型車載天線的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為隔離匹配單元的等效電路原理圖；

圖3為天線諧振單元的等效電路原理圖；

圖4為現(xiàn)有車載天線的輻射方向圖；

圖5為現(xiàn)有車載天線在動(dòng)車組上的安裝示意圖；

?圖6為本發(fā)明實(shí)施例的縮小型車載天線的輻射方向圖；

圖7為本發(fā)明縮小型車載天線在既有機(jī)車上的安裝示意圖。?

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明確，下面結(jié)合本實(shí)施例中的附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明主要用于解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種縮小型車載天線，如圖1示出了該縮小型車載天線的結(jié)構(gòu)示意圖，具體包括：

隔離匹配單元，與傳輸線連接，用于從傳輸線中獲得最大功率的射頻能量，將上述射頻能量耦合到發(fā)送單元；

發(fā)送單元，用于將所述接收到的射頻能量轉(zhuǎn)換成電磁能量，向地面應(yīng)答器輻射；

接收單元，用于接收所述地面應(yīng)答器回應(yīng)的電磁信號(hào)；

所述發(fā)送單元與接收單元在保持性能不變的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了尺寸縮小一半，從而實(shí)現(xiàn)了所述縮小型車載天線的體積縮小，使所述縮小型車載天線能夠在既有機(jī)車上應(yīng)用，提高了既有機(jī)車的行車安全性和可靠性。

其中，隔離匹配單元從傳輸線中獲得最大功率的射頻能量是為了補(bǔ)償縮小型車載天線的體積縮小后引起的效率損失，具體通過(guò)π型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)，電路圖如圖2所示，借助于π型匹配網(wǎng)絡(luò)可使傳輸線與縮小型車載天線實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，從而獲取最大功率的射頻能量；

相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例中的發(fā)送單元由諧振電路與發(fā)送線圈組成，由于發(fā)送線圈的尺寸縮小了一半，而為了將射頻能量盡可能多的轉(zhuǎn)換成電磁能量，所以具體通過(guò)設(shè)計(jì)發(fā)送單元的諧振電路從而減小發(fā)送線圈阻抗的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，諧振電路與發(fā)送線圈組成的電路圖如圖3所示；